復合過硫酸氫鉀系列產品在水處理和水產養殖中的應用 |
| 出處：水產養殖網 作者：宋海鵬 水產養殖網 2021-02-01 09:31:00 |
一、過硫酸氫鉀復合鹽及其應用簡介
1、 過硫酸氫鉀復合鹽的物理化學特性
1） 產品分子式、分子量、結構式
由兩分子的過硫酸氫鉀(KHSO5)，一分子的硫酸氫鉀(KHSO4)和一分子硫酸鉀（K2SO4)組成的獨特的三倍體鹽，是一種高效、安全、綠色的的酸式過氧化物氧化劑。簡稱：PMPS或KMPS。
分子式：2KHSO5•KHSO4•K2SO4
分子量：614.7
CAS No. 70693-62-8
2） 物理性狀：呈可以自由流動的白色粉狀固體，易溶于水, 在20℃（68OF）時，水溶解度大于250g/L。堆積密度1.0-1.3。
3） 化學特性：過硫酸氫鉀復合鹽的活性物質為過硫酸氫鉀KHSO5（或稱之為過一硫酸氫鉀）。不同于H2O2和K2S2O8，它是由一個SO3取代HOOH的不對稱的過氧化物，其自身的獨特結構也使其本身很容易被激發和活化，其化學結構式如圖：
2、主要用途
過硫酸氫鉀具有非常強大而有效的非氯氧化能力，使用和處理過程符合安全和環保要求，因而被廣泛的應用于工業生產和消費領域。固體狀態下比較穩定，水溶液狀態下非?；顫?。易于參與多種化學反應，可作為氧化劑、漂白劑、催化劑、消毒劑、蝕刻劑等。被國際上譽為“強氧化性和安全性的完美結合”，主要應用領域包括：有機合成，尤其是新藥合成領域；醫院、家庭、禽畜和水產養殖消毒劑及水質改良劑；土壤解毒、修復和改良劑；農業用殺菌消毒劑；自來水預氧化、消毒；河道、湖泊治理和污水處理；泳池和SPA水處理；等等。
二、水產養殖用復合過硫酸氫鉀系列產品的功能原理
1、過硫酸氫鉀氧化還原電位高達1.85V，其氧化能力超過過碳酸鈉、次氯酸鈉、優氯凈、強氯精、高錳酸鉀等大多數氧化劑。它能將水體里的二價鐵氧化成三價鐵，二價錳氧化成二氧化錳，亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，硫化氫氧化成硫酸鹽。
如今市面上比較低端的復合過硫酸氫鉀顆粒類底改產品，主要應用了這一原理。典型的配方組成是：過硫酸氫鉀復合鹽+元明粉+粘合劑+脫模劑，有時會添加些過碳酸鈉、氯制劑、純堿等。
2、做成消毒配方時：過硫酸氫鉀溶解在水中后產生新生態氧，它非?；顫?，氧化能力非常強，能使細菌、病毒的蛋白質變性，破壞其遺傳物質的合成。過硫酸氫鉀能快速將還原價態的氯離子氧化成氯單質，氯溶于水生成鹽酸和次氯酸，和過硫酸氫鉀協同殺菌，同時又避免了氯和有機質結合產生有毒害的三致氯胺類物質，因為過硫酸氫鉀能快速將此類物質分解。
復合過硫酸氫鉀粉類消毒劑，正是利用這一原理，成為禽畜和水產養殖行業第五代消毒劑。常規配方是：以過硫酸氫鉀復合鹽為主要成分（一般不低于50%），輔以有機酸、表面活性劑、氯化鈉、絡合劑、增效劑、穩定劑等。該產品溶解后能產生各種高能量、高活性的小分子自由基、活性氧等衍生物，通過鏈式反應系統，破壞微生物細胞膜的通透性，干擾病原體的DNA和RNA合成，殺滅各種病原微生物，并不受有機物影響，其代謝產物不會對人類和環境帶來影響。該產品殺滅及抑制水體病毒、細菌、支原體、真菌、霉菌及弧菌等病菌生長繁殖；高濃度用量具有殺藻、滅藻及凈水等功效。
中國科學院海洋研究所的王兵等研究了過硫酸氫鉀對水產養殖生物致病菌的抑制和殺滅效果。結果表明：用含單過硫酸氫鉀25～50 mg／L水溶液對所試驗的6種水產養殖生物致病菌能達到完全抑制和殺滅。環境無任何有害殘留，不會對環境帶來影響，因此在水產養殖方面具有很強的應用價值。該實驗的不足之處是沒有采取復方技術。沒有充分體現KMPS混打的優勢。
四川省農業科學院水產用獸藥臨床藥效及殘留試驗中心曾曉丹等為試驗其在生產實際中的殺菌及凈水效果，在幾個不同省份的養殖塘中做水產動物生產養殖消毒實驗，結果表明：殺菌消毒應用效果明顯，對淡水魚細菌性敗血癥、蝦紅體白斑病毒、蝦細菌性紅腿病等均有良好的防治效果，特別是因其具有刺激性較小的特點，可應用于蝦類的應激治療及日常消毒中。并且在試驗中該產品表現出了特有的凈化水體的功效和增氧作用，對殺菌作用也有增強的效果。與現有氯消毒制劑和碘消毒制劑相比較，不僅可以殺菌，還能改良水質，且生物相容性更好。
西北農林科技大學動物科技學院陳小強等，為評價消毒劑對規?；u場的消毒效果，采用有限稀釋法和菌懸混合液定量殺菌試驗分別測定苯扎溴銨、L戊二醛溶液、聚維酮碘、癸甲溴銨和過硫酸氫鉀復合物粉5種消毒劑對大腸埃希菌最小殺菌濃度(MBC)和殺滅對數值，采用帶雞消毒試驗對5種消毒劑進行現場消毒效果評價。結果顯示，消毒劑過硫酸氫鉀復合物對雞舍中分離的大腸埃希菌MBC最小，殺菌作用最強。
3、做成高級氧化解毒+益菌抑菌配方時：過硫酸氫鉀復合鹽+催化劑條件下在水溶液中生成硫酸自由基 SO4·−，它的氧化還原電位E0=2.5~3.1 V，具有非常高的氧化勢能，是非?；顫姷膹娧趸瘎?，在該體系下，少部分硫酸自由基和水反應，生成羥自由基 ·OH，其E0=2.8 V, 也是一種強氧化性的物質。在水處理中SO4·−會優先進攻C=C鍵和芳環上π電子化合物，與此同時會有一部分SO4·−轉化為·OH，π電子化合物的變化往往伴隨著顏色的變化，例如苯系變成紅棕色的苯醌式，苯醌式開環成無色，當苯系/過硫酸鹽體系的顏色變成無色時，可初略認為體系中已不含π電子化合物, 苯環已基本轉化成鏈狀化合物，此時可考慮生化處理；接下來·OH與SO4·−主要進攻含α-H， H的化合物。
現代的水體中往往含有大量的有毒難降解有機污染物，如多環芳烴、多氯聯苯、除草劑、殺蟲劑和染料等物質，由于其化學結構穩定、具有很強的生物毒性，難生物降解，在自然界中存在時間長，對人、動物和水生生物具有潛在三致毒性。由于這類物質具有很強的生物毒性，生物法很難將其降解。過硫酸氫鉀復合鹽+催化劑的高級氧化技術，是國際上新開發的能夠有效降解此類污染物的技術，利用反應體系中產生的強氧化性自由基，使水體中有機物污染物分解成小分子物質，甚至礦化成CO2、H2O和相應的無機離子，徹底的去除污染物。
應用舉例：
1）降解水中氯酚類污染物：如降解五氯酚 ，實驗證明，可以在1 h之內將50 mg/L的2，4-二氯苯酚完全分解；
2）降解水中的藻毒素 ：藻類會分泌一些有毒的代謝產物，尤其是在死亡后會釋放出大量的藻毒素，包括神經毒素、肝毒素、細胞毒素等，這些毒素有很低的致死濃度，并會在哺乳動物體內累積?；赟O4·−的高級氧化可以有效去除藻毒素，是一項非常有前景的控制藻毒素污染的技術。
3）降解偶氮染料、含芳香基的染料（如孔雀石綠）等。
上述技術，可用于河道湖泊治理、土壤修復、水產養殖水處理。
4、用強氧化劑過硫酸氫鉀復合鹽為原料的產品，用在不同的領域和場景時，根據其化學反應原理配備不同的配方組成。在土壤修復中，用于多環芳烴類污染的降解，采用高級氧化配方，用于人參等名貴中草藥拋荒土修復時，有兩種不同的配方靈活搭配：降解污染的高級氧化配方產品和抑制或殺死真菌、黒霉菌的鏈式反應消毒劑配方產品；用于河道治理和水產養殖時，主要是高級氧化+微生物營養元素的配方，凈水改底的同時，促進大量生物絮團的生成，這是該產品最有意義的地方；當然如果水體有了有害細菌、病毒爆發，可使用獸藥用獲得國家主管部門發證的過硫酸氫鉀復合粉（消毒劑）。利用單過硫酸氫鉀復合鹽的強氧化能力，不僅廣泛應用于線路板蝕刻、羊毛防縮、醫藥合成等領域，更是在衛生防疫領域取得越來越廣泛的應用，同時，采用不同的合適的配方體系，必將對水產養殖、綠色農業、景觀湖泊、河道治理領域產生深遠影響，不僅會逐步解決歷史上施用其他有殘留產品的遺毒問題，而且對當地水資源的的保護和水產養殖業的綠色化將起到不可替代的作用。
三、復合過硫酸氫鉀產品+有益微生物改水模式的意義
復合過硫酸氫鉀系列產品一個無可比擬的優點是：速效，綠色無殘留，解使用鹵制劑、二氧化氯、除草劑、農藥、抗生素后造成的二次污染殘毒，形成微生物產品成長的溫床。因此使用復合過硫酸氫鉀類產品后，過12小時可以使用微生物類產品，把速效和長效結合起來，相得益彰。這個綠色改水模式已經在東南亞和國內水廠養殖行業得到廣泛驗證，并成為一個發展趨勢。
一個有趣的試驗可以證明該類產品一個重要的功能：在大燒杯中加入一升聚丙烯酰胺溶液，用玻璃棒攪拌會發現粘滯感很強；再加入2克過硫酸氫鉀復合鹽，2分鐘后攪拌，會發現粘滯感消失，像攪拌清水一樣。
復合過硫酸氫鉀類產品不僅能快速解除養殖水體的粘性，而且會打斷底部粘性大分子有機物，使解毒后的殘餌、糞便形成大量有機碎屑，吸附土壤顆粒、原蟲、細菌等形成凈水能力更強的生物絮團，并為魚蝦提供了營養源。搭配活菌使用，能增益活菌的生長繁殖，能使亞硝酸鹽等長時間處于正常水平。
長期使用復合過硫酸氫鉀產品+有益微生物改水模式，對大密度養殖用戶來說，不會再發生一年養殖下來，池塘底部會增加十多厘米的沉淀物。這些沉淀物在養殖過程中經解毒后回歸生態循環，也減免了清塘挖泥的難題。
這個功能，對養殖用深水池、河道和水庫的底部治理，也有不同尋常的意義。不僅能使底部沉積的殘餌、死藻和糞便回歸生態循環，而且可以提高水體的生產力，節約養殖成本。
四、復合過硫酸氫鉀類產品的一些共同特點
1） 全天候施用，不受天氣、溫度、有機物、水質和PH等環境因素影響；
2） 安全高效：可少量多次使用，也可超正常用量一倍使用，無腐蝕、無刺激，對人和動物安全。
試驗一：
該類產品在哈獸研國家動物實驗室做過對雞胚的毒害試驗，證明是無毒害的（下面一段摘自該報告）。
————該產品對雞胚的最大無毒劑量：
由表二可知，將20mg/ml、10mg/ml、5mg/ml、2.5mg/ml的復合過硫酸氫鉀粉（50%含量）分別接種10日齡雞胚，每個稀釋度5枚雞胚（0.1ml/胚），試驗結果顯示PMPS任何稀釋液對雞胚無眼觀毒害作用。
表二：PMPS對雞胚的最大無毒劑量
注：分子為死亡胚數，分母為接胚數。
該產品在水產養殖中的使用濃度最高不超過0.5ppm，相當于5mg/10000ml。
試驗二：取100g過硫酸氫鉀復合粉抑菌凈水寶，加入有1立方米水的觀賞魚魚缸內，魚類無任何應激反應。
3） 綠色環保：易分解，無殘留，不污染環境和水源，降解后為水體提供鉀、鈉、磷、鎂等有益元素，經本品解毒后的殘餌、死藻等可成為微生物、魚蝦等的營養源。
作者：上海泰緣生物科技有限公司 宋海鵬 （本文已被瀏覽 14326 次） |
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